Stadiare il tumore con il nuovo metodo del MIT di Boston

Le cellule modificano il proprio stato interno mentre crescono, passando da una fase più liquida a una più solida: se inizialmente hanno bisogno di essere fluide per poter crescere e specializzarsi, in età adulta molte tendono a “fissarsi”. In alcuni organismi, tessuti o tipologie cellulari, poter individuare questo livello di fluidità permette di risalire allo stadio evolutivo delle cellule stesse, il che potrebbe essere utile anche a fini medici.

Ora, un team del Massachusetts Institute of Technology – MIT ha sviluppato un metodo per risalire in modo rapido alla consistenza di un tessuto osservandone le immagini. Più nel dettaglio il metodo, denominato “configurational fingerprinting”, prevede di individuare all’interno di un tessuto quanti più triangoli possibili di forma e dimensioni differenti: quanto più il tessuto è “solido” e tanto più i triangoli saranno uguali tra loro e ordinati.

In un solido perfetto, infatti, gli atomi si dispongono spesso a formare triangoli equilateri… una condizione di perfetto ordine che non può collimare con la struttura di un tessuto vivente, ma il metodo sembra funzionare. Ogni triangolo individuato viene associato a due parametri chiave: il volume e il grado di somiglianza a un triangolo equilatero. Il primo parametro parla della fluttuazione della densità, mentre il secondo della predisposizione del materiale a deformarsi. Grazie a questi due parametri, si può dire se un tessuto è più simile a un solido, a un liquido o addirittura a un gas.

Al momento il team sta utilizzando il metodo su cellule cancerose: l’assunto è che tumori più solidi sono in una fase stabile, mentre quelli più fluidi hanno maggior predisposizione a creare cellule metastatiche.
Ming Guo, professore associato di ingegneria meccanica al MIT e autore dello studio, pubblicato su “Proceedings of the National Academy of Sciences”, spiega: «il nostro metodo potrebbe consentire una diagnosi molto semplice dello stadio di un tumore, semplicemente esaminando la posizione delle cellule presenti in una biopsia. Speriamo che in questo modo i medici potranno stabilire se un tumore è solido, e quindi ancora non in grado di dare metastasi, o meno».

In particolare, gli autori sottolineano che i tumori metastatici si trovano in una fase quasi gassosa, che gli conferisce una grande possibilità di espansione. Se il metodo si rivelasse davvero capace di fare ciò, gli oncologi avrebbero un importante strumento in mano per capire comee orientare la terapia.
Prima di sperimentare il metodo sulle cellule tumorali, i ricercatori hanno utilizzato altri materiali. Il primo passo è stato osservare il “configurational fingerprinting” in azione su un mix di due tipi di molecole, modificandone gradualmente la concentrazione: per ogni concentrazione hanno mappato le molecole in triangoli, misurando i due parametri già citati, e caratterizzando in modo corretto la fase in cui si trovavano le molecole stesse.

Il passo successivo è stato lavorare su sistemi cellulari, per poi arrivare all’applicazione su tumori. La speranza è che un domani si possa utilizzare questo metodo visivo direttamente sulla massa tumorale del paziente, senza necessità di fare biopsie.

(Lo studio: Configurational fingerprints of multicellular living systems. Haiqian Yang, Adrian F. Pegoraro, Yulong Han, Wenhui Tang, Rohan Abeyaratne, Dapeng Bi, Ming Guo. Proceedings of the National Academy of Sciences Nov 2021, 118 (44) e2109168118; DOI: 10.1073/pnas.2109168118)

Stefania Somaré

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